CAPÍTULO VII
DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE DIACLASAS
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Estructuras más comunes. A diferencia de las fallas, las diaclasas son fracturas a lo largo de las cuales no se ha producido desplazamiento apreciable. Aunque algunas diaclasas tienen una orientación aleatoria, la mayoría se produce en grupos aproximadamente paralelos. Son fracturas no visibles a simple vista. La diferencia entre falla y diaclasa reside en la escala de observación, ya que una falla a escala local puede resultar una diaclasa a escala regional. Un buen criterio es la búsqueda de los ornamentos típicos de una diaclasa como son la estructura plumosa, plumos a, las nervaduras ner vaduras y la orla. Ing. A. VÉLEZ
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DIACLASAS EN ARENISCA CALCAREA - CABANILLAS Ing. A. VÉLEZ
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DIACLASAS EN LA FORMACIÓN HUANCANÉ - PUNO Ing. A. VÉLEZ
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ESTRUCTURA EN PLUMA 5
DIACLASAS •
Son estructuras muy abundantes y comunes.
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Son deformaciones frágiles de las rocas. •
Son fracturas sin estrías.
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Son denominadas juntas ( joint) (unen partes de una masa rocosa).
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No todas son de origen tectónico, ni estructuras secundarias.
DIACLASAS EN DESAGUADERO
Ing. A. VÉLEZ
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La mayoría de las diaclasas se produce cuando se deforman las rocas de la corteza más externa. En estas zonas, los esfuerzos tensionales y de cizalla asociados con los movimientos de la corteza hacen que las rocas se rompan frágilmente. Por ejemplo, cuando se produce plegamiento, las rocas situadas en los ejes de los pliegues se estiran y se separan creándose diaclasas tensionales. También pueden desarrollarse gran cantidad de diaclasas en respuesta a levantamientos y hundimientos regionales de la corteza relativamente sutiles y, a menudo, apenas perceptibles. Ing. A. VÉLEZ
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Muchas rocas están rotas por dos o incluso tres tipos de diaclasas que se intersectan, lo que fragmenta las rocas en numerosos bloques de formas regulares. Estos conjuntos de diaclasas ejercen a menudo una fuerte influencia sobre otros procesos geológicos. Por ejemplo, la meteorización química tiende a concentrarse a lo largo de diaclasas y, en muchas áreas, el movimiento del agua subterránea y, por tanto, la disolución de las rocas solubles están controlados por el modelo de las diaclasas (Fig.). Además, un sistema de diaclasas puede influir en la dirección que siguen los cursos de las corrientes de agua. Ing. A. VÉLEZ
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Figura La meteorización química se intensifica a lo largo de las diaclasas en las rocas graníticas de la parte superior del domo Lembert, Parque Nacional Yosemite. (toto de E. J. Tarbuck.)
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Las diaclasas también pueden ser significativas desde un punto de vista económico. Algunos de los depósitos minerales mayores y más importantes del mundo se encuentran a lo largo de sistemas de diaclasas. Las soluciones hidrotermales, que son básicamente fluidos mineralizados, pueden migrar a través de las rocas fracturadas y precipitar cantidades económicamente importantes de cobre. Plata, oro, . cinc, plomo y uranio (diaclasas cerradas). Ing. A. VÉLEZ
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Además, las rocas con muchas diaclasas representan un riesgo para las grandes construcciones de ingeniería, entre ellas las autopistas y las presas (diaclasas abiertas). El 5 de junio de 1976 se perdieron 14 vidas y casi 1.000 millones de dólares cuando se derrumbó la presa Teton en Idaho. Esta presa de tierra se había construido con arcillas y limos muy erosionables y estaba situada sobre rocas volcánicas muy fracturadas. Aunque se intentó rellenar los huecos de las rocas diaclasadas, el agua fue penetrando gradualmente en las fracturas de las rocas del subsuelo y socavó los cimientos de la presa. Por último, el agua en movimiento excavó un túnel en las arcillas y los limos fácilmente erosionables. En cuestión de minutos la presa se hundió, lanzando un frente de agua de 20 metros de altura aguas 12 abajo de los ríos TetonIng.yA. VÉLEZ Snake.
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Diaclasa es una discontinuidad planar visible. Separa dos cuerpos rocosos sin que se aprecie un movimiento de cizalla (Bankwithz, 1966). Dependiendo de las rocas en que las diaclasas se produzcan tienen una orientación general determinada. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, las diaclasas son, por lo general, perpendiculares a la superficie de estratificación, es decir verticales si se toma ese plano de referencia como horizontal, mientras que en las rocas ígneas pueden tener cualquier orientación. Ing. A. VÉLEZ
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Las diaclasas se propagan durante un proceso de fractura continua o mediante una serie de rupturas sucesivas. A menudo se reconocen en familias con espaciados regulares que pueden ser reconocidos en áreas con poca deformación (Nickelsen y Hough, 1967), aunque en otras ocasiones, pueden tener un espaciado irregular (Segall y Pollard, 1983). Se ha evidenciado que las diaclasas se generan propagándose perpendicularmente a un esfuerzo principal (y por tanto paralelas a los otros dos). Ing. A. VÉLEZ
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POSICIÓN DE LAS DIACLASAS: – Verticales - Horizontales
- Inclinadas
CLASIFICACIÓN: – GEOMÉTRICA • Descriptiva y fácil de aplicar, pero no indica el origen • Diaclasas de rumbo • Diaclasas de inclinación • Diaclasas oblicuas o diagonales • Diaclasas de estratificación – GENÉTICA • Es más significativa, pero es difícil de aplicar • Diaclasas de tensión • Diaclasas de extensión • Diaclasas de relajación • Diaclasas de cizalla Ing. A. VÉLEZ
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CLASIFICACIÓN GEOMÉTRICA : DIACLASAS DE RUMBO: son aquellas cuyo rumbo es paralelo o esencialmente paralela al rumbo de la estratificación de una roca sedimentaria DIACLASAS DE BUZAMIENTO: son aquellas diaclasas que son paralelas o esencialmente paralélela a buzamiento de la estratificación de una roca sedimentaria. DIACLASAS DE ESTRATIFICACIÓN: son aquello diaclasas que son paralelas a la estratificación de una roca sedimentaria. DIACLASAS OBLICUAS. Son aquellas cuyos rumbos se encuentran entre el rumbo y buzamiento de las rocas asociadas.
A.DIACLASAS PRIMARIAS: Originadas durante la consolidación del magna y se dividen en: : Son aproximadamente normales a las líneas de flujo; por regla general, son rectas y largas; no hay una ley de espaciamiento, son notables por su uniformidad y persistencia, son singenéticas con los diques aplíticos y pegmatíticos que generalmente siguen las diaclasas transversales. Equivalentes a fracturas de cizalla o diaclasa de tensión. : Son empinadas, con dirección aproximadamente paralela a la orientación general de las líneas de flujo; son poco uniformes y carecen de claridad, tienden a ser cercanamente espaciadas, siguen a lo largo de ellas pegmatitas, aplitas, diques básicos.
Forman un ángulo de 45° con las líneas de flujo, el Bz generalmente es mayor de 45°. Se pueden considerar como planos de cizalladura originados por esfuerzos horizontales y verticales; son más comunes en rocas metamórficas y sedimentarias. Presentan dos direcciones complementarias e iguales. Se reconocen en los plutones que muestran una tendencia a desarrollar diques básicos, diques cuarzosos, pegmatitas, aplitas, sub-horizontales. Se desarrollan cerca de los contactos. Sistemas de diaclasas presentes en plutones menores. Para su determinación es fundamental la definición de las estructuras de flujo. En los plutones más grandes, además de las diaclasas anteriores, se presentan las diaclasas marginales y fallas normales sub-horizontales.
B). DIACLASAS SECUNDARIAS Originadas por el tectonismo: Las diaclasas de tensión y las de cizalladura.
Por
contracción de materiales. Por cambio de volumen durante la meteorización. Por fracturamiento hidráulico. Por emplazamiento de cuerpos ígneos. Luego del ascenso y denudación de la roca:
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SEGÚN SU RELACIÓN CON LOS ESFUERZOS QUE LAS HAN GENERADO
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SEGUN ORIGEN NO TECTÓNICO
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SEGUN ORIGEN TECTÓNICO
Por
descarga Por relajación Por
deformación tectónica.
POR CONTRACCIÓN DE MATERIALES: • Las diaclasas de retracción o columnares se forman cuando las rocas ígneas se enfrían y se desarrollan fracturas de retracción que producen columnas alargadas en forma de pilares )disyunción columnar). •
Las diaclasas por pérdida de volumen o grietas de desecación (diaclasas de retracción). Ing. A. VÉLEZ
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Lo s Órg ano s en la
isla La Gomera son el resultado de disyunción columnar en basalto, un tipo de diaclasa producida por enfriamiento
fracturas por desecación. En material limo-arcilloso
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POR CAMBIO DE VOLUMEN DURANTE LA METEORIZACIÓN Diaclasas de exfoliación.- Son superficiales y vinculadas a la meteorización. Relacionadas a cambios en los minerales o por alternancia de altas y bajas temperaturas. Ej. Exfoliación catafilar en granitos.
POR FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO En el fracturamiento hidráulico, los fluidos sobrepresionados (por procesos de deshidratación o fusión parcial) contenidos en la roca, en condiciones de esfuerzos diferenciales bajos, fracturan la roca generando brechas o una masa subcompactada, un medio licuado, favorable para el despegue.
Sistema de dos familias de diaclasas conjugadas. Cretásico de Cuenca, España (Fm. Dolomías tableadas de Villa de Vés). Foto perpendicular al plano de estratificación.
FRAGMENTACIÓN POR HIELO O GELIFRACCIÓN
En las rocas, el proceso de rotura por cuñas de hielo se denomina gelifracción.
El diaclasamiento genera inestabilidad en las rocas.
LUEGO DEL ASCENSO Y DENUDACIÓN DE LA ROCA.
Por descarga (Unloading joints) Rocas que estuvieron sepultadas son ascendidas y denudadas. Al ascender las rocas se enfrían y se contraen. La eliminación de la cobertura rocosa por erosión cambia las condiciones de esfuerzo y las rocas se fracturan más densamente cerca de la superficie como una expansión por la descarga. Son subhorizontales. Ej. Exfoliación en cuerpos intrusivos. Lajamiento.
DIACLASAS DE DESCOMPRESIÓN •
El lajamiento produce un modelo de diaclasas suavemente curvadas que se desarrollan más o menos en paralelo a la superficie de los grandes cuerpos ígneos, como los batolitos. En estos casos, la formación de diaclasas es consecuencia de la expansión gradual que se produce cuando la erosión elimina la carga suprayacente (eliminación de presión).
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LUEGO DEL ASCENSO Y DENUDACIÓN DE LA ROCA Diaclasas por relajación (Released joints) Engelder,1985) Están relacionadas también al ascenso y denudación de rocas, que se enfrían y se contraen, pero su localización y orientación está determinada por la fábrica previa en el marco de esfuerzos tectónicos regionales (Engelder 1985). Relajación elástica tardía de esfuerzos horizontales. Tan tardía como decenas de millones de años o más (Price, 1966).
EN LAJAS o lajamiento: se generan por expansión de los cuerpos ígneos como los batolitos. Esto se debe a que el cuerpo ígneo sufre un cambio en condiciones de presión al sufrir exhumación, ese de descomprime generando lajas levemente curvadas.
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POR ESFUERZOS TECTÓNICOS - DIACLASAS TECTÓNICAS. Se originan como resultado directo del plegamiento o empuje en las rocas
Modos de fracturamiento
Por esfuerzos tectónicos • De distensión: Modo I de ruptura. Grietas o fisuras. • De cizalla: Modos II y III de ruptura. Son las denominadas sh ear fractures . Como no se observan las evidencias de los movimientos relativos, las inferencias sobre estos tipos son indirectas.
OCURRENCIA Juego (sets): Conjunto de diaclasas paralelas o subparalelas. Sistema (system): Patrón geométrico de dos o más juegos cruzados de diaclasas. Pueden ser contemporáneas o no. Sistema de diaclasas conjugadas: Dos juegos groseramente coetáneos definiendo un ángulo agudo.
Una característica bien establecida acerca de las diaclasas es el hecho de que no aparecen aislada, sino que siempre se encuentran en grupos que pueden ser sistemáticos o no.
Diac las as s is tem átic as y n o s is tem átic as . Ing. A. VÉLEZ
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Las familias de diaclasas son un grupo formado por todas las diaclasas sistemáticas que aparecen en una región. Cuando existen dos o más familias de diaclasas que se intersectan formando ángulos más o menos constantes se denominan sistemas de diaclasas.
Distintos tipos de sistemas de diaclasas en función de su g eo m et ría.
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Juego o Familias de diaclasas: Grupo de diaclasa de origen común y aproximadamente paralelas entre sí; si involucran a todas las diaclasas sistemáticas que aparecen en una región.
Diaclasas sistemáticas - planos de debilidad.
Sistema de diaclasas que se cortan :
Sistema de diaclasas paralelas: tienen distintas direcciones y todas las diaclasas tienen igual buzamientos y, por lo tanto, se cortan dirección y buzamiento. en determinados puntos. El caso más
común suele ser el de familias de diaclasas conjugadas, con dos o tres direcciones predominantes de diaclasas
¿cuantas familias se presenta?
La existencia de distintos familias de diaclasas dentro de un sistema hace pensar en las relaciones temporales posibles entre ellos. Por ejemplo, si las diaclasas de la familia A de la figura terminan contra las de la familia B de la forma ilustrada en dicha figura, podremos asegurar que las diaclasas de la familia A son posteriores a las de la familia B. En efecto, una diaclasa no puede propagarse a través de una superficie libre. Es decir, una superficie sin cohesión como es una diaclasa previa.
Relaciones entre diaclasas maestras (B) y cruzadas (A). Ing. A. VÉLEZ
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Distintos aspectos a tener en cuenta durante la descripción de diaclasas
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DIMENSIONES • • •
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Generalmente poseen longitudes de entre 1 y 10 metros. Cuando son perpendiculares a la estratificación son más cortas. Cuando son paralelas a la estratificación son más largas. Decenas de metros. Raramente exceden los 100 metros. El límite inferior son las microfracturas (microcracks) que afectan a los granos minerales. Límite superior: diaclasas maestras, de varios km. En fotografías aéreas e imágenes satelitales como lineamientos.
SEGÚN SU LONGITUD PUEDEN SER: • Diaclasas maestras o principales. • Diaclasas D iaclasas mayores. • Diaclasas menores.
Familia 2
Abertura Dis. Abierta Dis. Cerrada Dis. rellena
Familia 1
Relleno
tamaño de bloque Jv
Espaciado
Dirección y buzamiento
Rugosidad Escalonada Ondulada planar
Filtraciones
ESPACIAMIENTO • •
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Es variable, de centímetros a decenas de metros. El límite inferior suele considerarse 1 cm, por debajo del cual las fracturas constituyen un clivaje de fractura (si el intervalo entre diaclasas es mínimo - 2 ó 3 cm - , se aplica el término clivaje de fractura). Depende de: 1) espesor de las capas, 2) la litología, 3) intensidad de la deformación.
La superficie de las diaclasas puede ser: 1.Plana ó curvada. 2.Lisa o rugosa. Morfología de la superficie: Las superficies rugosas pueden desplegar delicadas marcas superficiales producidas por la propagación de la diaclasa. Se desarrollan especialmente en rocas duras, de grano fino y homogéneas.
La litología y espesor de las capas como condicionantes del fracturamiento. En las capas sedimentarias son dos factores determinantes que controlaron el espaciamiento de las fracturas, siendo la caliza, luego la marga y al final las areniscas las rocas que presentan un espaciamiento más reducido entre las fracturas.
Fracturas generadas durante el sepultamiento de una cuenca, de acuerdo al modelo de (Price y Cosgrove, 1992).
Relación entre diaclasas y pliegues, según Hancock (1985).
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DIACLASAS EN PLIEGUES - CABANILLAS Ing. A. VÉLEZ
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CABANILLAS Ing. A. VÉLEZ
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Relación de las diaclasas con fallas normales, inversas y de desgarre.
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DIACLASAS DE CUPLA O CIZALLA Se forma en el medio de una falla o zona de falla por la actuación de fuerzas de cizallas. El campo de fuerzas provoca una cierta expansión dentro de la zona de falla (las estructuras expansivas) tienen una forma sigmuidal, es decir de “s”.
Diaclasas plumosas en la Sierra Peineta, cerca de Inca de Oro en la Región Atacama / Chile (Tomado de W. Griem; digital 2006).
Ejemplo de diaclasas relacionadas con fallas normales (Gross et al., 1997).
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Diaclasas asociado a fallas.
DIACLASAS POR ACTIVIDAD BIOLOGICA Por efecto mecánico directo (acción de raíces de árboles, movimientos de organismos en el suelo) o indirecto, por emisión de ácidos orgánicos (intemperismo químico), etc.
REPRESENTACIÓN DE DIACLASAS • •
Mapas Diagramas (proyección estereográfica o equiareal) Diagrama de puntos (polos) – Diagrama de frecuencias –
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REPRESENTA CIÓN DE UN PL A NO INCLINA DO
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REPRESENTA CIÓN DE UN PLA NO INCLINA DO CON SU POL O
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EJEMPLO GRÁFICO DE LA PROYECCIÓN ESTEREOGRÁFICA
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